Все самое важное здесь!
ПОДПИСКА PRO ПБ
Мобильное приложение "Пожарная безопасность"
youtube dzen youtube vk instagram rutube
Пожарный календарь

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА — естественно изменяющиеся значения относительной и абсолютной влажности воздуха в сочетании с изменяющейся при этом его температурой. [1]


Воздух (атмосферный воздух) — это смесь газов, основными компонентами которого являются азот и кислород, которые в сумме составляют 98–99 %. Воздух необходим для существования и жизнедеятельности всех живых организмов.

Федеральный закон № 96-ФЗ от 04.05.1999 «Об охране атмосферного воздуха» трактует понятие «воздуха» следующим образом: «Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей среды, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных».

Кислород, содержащийся в воздухе, в процессе дыхания поступает в клетки организма и используется в процессе окисления, в результате которого происходит выделение необходимой для жизни энергии (метаболизм, аэробы).

В 1754 году шотландский химик и физик Джозеф Блэк экспериментально доказал, что воздух представляет собой смесь газов, а не простое вещество.

Смесь газов, содержащихся в атмосферном воздухе, без водяного пара и аэрозолей называется сухим воздухом.

Газовый состав сухого воздуха относительно стабилен, однако от погоды, времени года, географического положения, высоты местности, природных (газообмен атмосферы, гидросферы, литосферы и биосферы) и антропогенных факторов (загрязнение от транспорта, объектов энергетики и промышленных предприятий и т. п.) возможны небольшие изменения количества некоторых компонентов.

При расчетах инженерных систем зданий и сооружений атмосферный воздух рассматривается как смесь сухого воздуха и водяных паров. В технической термодинамике смесь сухого и водяного пара называется влажным воздухом.

Основными физическими параметрами, характеризующими состояние влажного воздуха, являются:

· температура;

· барометрическое давление;

· парциальное давление сухого воздуха и водяного пара;

· влагосодержание;

· относительная влажность;

· плотность;

· удельная энтальпия.

Температура воздуха — это физическое свойство воздуха, характеризующее его степень нагрева или охлаждения, определяемая с помощью термометров.

Барометрическое давление определяется высотой над уровнем моря. Значения барометрического давления для различных населенных пунктов приведены в таблице 4.1 СП 131.13330.2020 «Строительная климатология». [2]

Парциальное давление Р (Па) — это давление, которое имел бы газ, входящий в состав смеси, если бы он находился в том же количестве, в том же объеме и при той же температуре, что и в смеси.

Парциальное давление сухого воздуха зависит от температуры воздуха, а парциальное давление водяного пара — от температуры воздуха и содержания влаги в нем.

Влагосодержание d (кг) — это величина, характеризующая отношение массы водяного пара во влажном воздухе Мп к массе сухого воздуха Мс в определенном объеме V:

d = Мп / Мc.

Плотность влажного воздуха ρ (кг/м3) — это величина, характеризующая отношение суммы массы сухого воздуха Мс и массы водяного пара во влажном воздухе Мп к объему V:

ρ = (Мс + Мп) / V.

Плотность влажного воздуха ρп в диапазоне, наиболее часто используемом для систем вентиляции и кондиционирования, от минус 40 оС до плюс 50 оС отличается от плотности сухого воздуха ρс незначительно, на величину не более 5 %. Поэтому с достаточной для инженерных расчетов степенью точности можно принять ρ примерно равным ρс:

ρ ≈ ρс.

Удельная энтальпия влажного воздуха I (Дж/кг) — это количество теплоты, содержащейся во влажном воздухе при заданных температуре и давлении, отнесенное к 1 кг сухого воздуха. Удельная энтальпия влажного воздуха вычисляется по формуле:

I= cct + (r + cпt)d,

где t — температура воздуха (Со);

d — влагосодержание воздуха (кг / кг);

сс — теплоемкость сухого воздуха;

сп — теплоемкость водяного пара;

r — удельная теплота парообразования воды.

Влажность воздуха — это мера содержания влаги (водяного пара) в воздухе. Чем больше водяного пара в объеме воздуха, тем больше его влажность. При низкой влажности мера водяного пара в воздухе снижена и воздух становится сухим.


Влажность воздуха на улице и в помещении меняется в зависимости от погодных условий, процессов жизнедеятельности людей, работы технического оборудования, системы отопления, вентиляции и кондиционирования.

Степень сухости и влажности воздуха находятся в прямой зависимости от того, насколько водяной пар близок к насыщению, иными словами к 100 % влажности (т. е. такое состояние воздуха, при котором он полностью насыщен влагой). Если охладить влажный воздух, можно довести находящуюся в нем влагу до такого состояния, что она начинает конденсироваться, т. е. превращаться в воду. Данное явление можно наблюдать при охлаждении воздуха в обычном кондиционере: при охлаждении комнатного воздуха в кондиционере начинает образовываться конденсат. В природе данное явление наблюдается при возникновении росы ранним утром после конденсации охладившегося ночного воздуха.

Сам процесс конденсации охлаждаемого воздуха проявляется в появлении капель сконденсировавшейся жидкости — росы. Температура, при которой происходит перенасыщение водяного пара, находящегося в воздухе, т. е. возникновение конденсата, называется точкой росы.


Для того чтобы охарактеризовать влажность, употребляют такие термины, как абсолютная и относительная влажность воздуха.

Абсолютная влажность воздуха — это весовое количество водяных паров, содержащихся в 1 м3 воздуха. В состоянии насыщения (при максимально возможном содержании влаги) абсолютную влажность воздуха называют влагоемкостью.

Абсолютная влажность измеряется в граммах воды, которую вмещает в себя кубический метр воздуха.

Причем есть понятие максимальной абсолютной влажности, то есть сколько максимально грамм воды может вместить этот куб воздуха при заданной температуре.

Например, при температуре 23 0С кубический метр воздуха может вместить чуть больше 20 грамм влаги. При 15 градусах — 13 грамм, при 0 — только 5, при минус 10 — 2 грамма.

Несмотря на то, что абсолютную влажность можно представить, тем не менее это не дает полного понятия о влажности или сухости воздуха. Для того чтобы определить степень сухости или влажности воздуха, существует такое понятие, как относительная влажность.

Относительная влажность дает другое абстрактное понятие содержания влаги в воздухе. Данная величина показывает долю в процентном отношении, на сколько насыщен воздух водяным паром.


Другими словами, относительная влажность — это отношение массы влаги, находящейся в воздухе в данный момент, к максимальной массе влаги, которая вообще может находиться в этом объеме воздуха при данной температуре.

Когда говорят о влажности воздуха, например, в сводках метеопрогноза, всегда имеют в виду именно относительную влажность воздуха, выраженную в процентах.

Относительная влажность воздуха зависит от его температуры. В процессе изменения температуры воздуха (при его нагреве или охлаждении) относительная влажность воздуха также изменяется. Данный процесс обусловлен изменением парциального давления водяных паров, содержащихся в воздухе.

Например, в процессе нагрева воздуха парциальное давление водяных паров в состоянии полного насыщения ими воздуха начинает увеличиваться это обусловлено расширением газа (воздуха) при его нагреве. Учитывая данный факт, при увеличении температуры воздуха его относительная влажность начинает снижаться.

В процессе охлаждения воздуха происходит обратный процесс. Парциальное давление водяных паров в состоянии полного насыщения снижается, при охлаждении воздух сжимается, что вызывает увеличение его относительной влажности.

Следует отметить, что в процессе нагрева воздуха его влагосодержание остается неизменным, так как масса водяного пара в единице сухого воздуха не изменяется (процесс нагрева проходит без подвода или отвода влаги).

Процесс охлаждения воздуха проходит несколько сложнее. Здесь ключевым фактором является возможность конденсации водяных паров, растворенных во влажном воздухе. Например, при охлаждении воздуха без конденсации водяных паров его влагосодержание остается неизменным (так как процесс проходит без подвода или отвода влаги, как и процесс нагрева воздуха). В случае охлаждения воздуха с конденсацией водяных паров падает как его температура, так и влагосодержание (часть влаги конденсируется из воздуха), воздух осушается, при этом, как было сказано выше, его относительная влажность увеличивается.

Как для нормальной жизни человека, так и вещам для сохранения внешнего вида и качества нужна своя оптимальная влажность, которая могла бы обеспечивать их хорошее состояние:

·               человеку — 40–60 %;

·               растениям — 55–75 %;

·               мебели — 40–60 %;

·               технике — 45–60 %.

Нормы влажности воздуха в жилых и общественных помещениях в России разрабатываются Минздравом и подведомственными НИИ, а их исполнение контролирует Роспотребнадзор. Эти требования включены в ГОСТы и СанПиН (санитарно-эпидемиологические правила и нормы).

Текущие положения ГОСТ 30494-2011 определяют оптимальную относительную влажность в 30–45 % при температуре от 20 до 22 градусов в холодный сезон и в 30–60 % в теплый сезон, когда оптимальная температура в помещении составляет 23–25 градусов по Цельсию. [3]

Для поддержания оптимальной влажности воздуха в помещениях используют разнообразные увлажнители воздуха.


Влажность воздуха является одним из важных факторов, который влияет на распространение и тушение пожара (см. ТУШЕНИЕ ПОЖАРА). Предполагается, что вода должна помогать при тушении пожаров, однако на самом деле все не так просто.

Чем выше влажность, тем меньше вероятность возникновения пожара (см. ПОЖАР). Это связано с тем, что влажный воздух обладает более низкой концентрацией кислорода, что приводит к более медленному горению (см. ГОРЕНИЕ).

С другой стороны, при низкой влажности воздуха возможно быстрое распространение пожара (см. РАЗВИТИЕ ПОЖАРА), так как горючие материалы быстрее загораются и горят с большей интенсивностью. Также при низкой влажности может увеличиваться вероятность возникновения ионизации в воздухе, что усиливает электрическую активность, что, в свою очередь, может вызвать возникновение и распространение пожара.


Таким образом, влажность воздуха является одним из факторов, на который следует обращать внимание при предотвращении и тушении пожаров. Регулярный контроль влажности в помещениях, а также правильный подбор материалов для строительства и оборудования способствуют минимизации риска возникновения пожаров и уменьшению их последствий.


Литература
1. Межгосударственный стандарт. «Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования части воздействия климатических факторов внешней среды». ГОСТ 15150-69 ОТ 29.12.1969.
2. Свод правил СП 131.13330.2020 «Строительная климатология».
3. ГОСТ 30494-2011. Межгосударственный стандарт. «Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях».





PW-2791
просмотры1325


Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.
×
Вход на сайт